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【电机学习心得一】同步电机原理

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发表于 5 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 侯呆呆 于 2025-2-15 22:31 编辑

近几年转行做电机结构,最近一年在自学电机电磁设计。于是总结了一些学习内容。分享给大家。

假设内转子结构。
转子通直流电,形成一个不转的磁场(相对于转子自身)。定子通三相交流电,形成一个旋转磁场。这是前提。

1.当转子主极磁场和定子电枢磁场一对一配对,同步旋转时。两磁场的夹角为0,我们称为功率角为0,此时定子电枢向外输出无功功率,不输出有功功率。此时是同步补偿机,或者空载的状态。(此时输入的机械能主要克服机械损耗,此时不发生功率的转化和传递,补偿机仅仅对外吸收或者发射无功功率)
2.当转子的磁场超前定子电枢磁场。此时外界的原动机,如汽车发动机,燃气涡轮机,风机叶片。他们给转子一个驱动的力矩,输入机械能。

转子的磁场跑在前面,拖着定子电枢磁场跑。而定子磁场老想跟转子磁场一对一配对,所以给转子磁场一个反方向的电磁制动力矩。

当两个力矩平衡时,转子的机械转速将和定子磁场的旋转速度相同,两者同步旋转。只不过两个磁场有夹角,并且是转子超前。

此时定子磁场给转子作用的电磁制动力矩做功。产生有功功率,对电网输出电磁功率。这就是同步发电机
3.当转子磁场落后于定子磁场,此时是定子磁场拖着转子磁场跑。变成转子的机械转矩和定子的电磁驱动转矩平衡。此时两个磁场仍然是同步旋转,只不过有夹角,并且是定子在前。

此时的能量转化是,输入定子的电磁功率(电磁驱动转矩做功),转换成转子的机械功率(转子的机械转矩)输出。这就是电动机。
总结:
1.同步机的特点就是没有转速差,只不过是有磁场之间的夹角,靠两个磁场互相作用的力矩做功。
2.异步机的特点是靠转速差,切割磁感线,安倍力做功。
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发表于 4 天前 | 显示全部楼层
提到“两磁场的夹角为0”称为功率角为0。严格来说,功率角(功角θ)是转子磁场轴线与气隙合成磁场轴线之间的夹角,而不是直接与定子磁场轴线。

点评

查阅《电机学》(汤蕴璆等著),可以找到相关定义。根据书中内容,功率角θ确实是转子磁场轴线与气隙合成磁场轴线之间的夹角。这是因为在同步电机中,转子的位置相对于合成磁场的位置决定了电机的功率输出。当功...  发表于 4 天前
错误。功率角就是定子磁场和转子磁场的夹角。而不是和气隙合成磁场的夹角  发表于 4 天前
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发表于 4 天前 | 显示全部楼层
面壁深功 发表于 2025-2-16 09:31
提到“两磁场的夹角为0”称为功率角为0。严格来说,功率角(功角θ)是转子磁场轴线与气隙合成磁场轴线之间 ...

查阅《电机学》(汤蕴璆等著),可以找到相关定义。根据书中内容,功率角θ确实是转子磁场轴线与气隙合成磁场轴线之间的夹角。这是因为在同步电机中,转子的位置相对于合成磁场的位置决定了电机的功率输出。当功率角为0时,转子磁场与气隙合成磁场同方向,此时电机处于空载状态,没有功率输出;而当功率角增大时,电机开始输出或吸收功率。

点评

你说的对,我今天翻了翻电机学,确实是和合成磁场的夹角  发表于 3 天前
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